Un estudio muestra por primera vez un innovador marcapasos cardíaco autoamplificado probado con éxito en cerdos
Nuestro corazón mantiene un ritmo a través de su interior marcapasos llamado nódulo sinoauricular (nódulo SA), también llamado nódulo sinusal ubicado en la cámara superior derecha. Este marcapasos interno libera carga eléctrica entre 60 y 100 veces por minuto y esta energía lleva a cabo contracciones en los músculos del corazón que permiten que nuestro corazón bombee sangre por todo el cuerpo. A medida que envejecemos o contraemos una enfermedad, este marcapasos es incapaz de mantener el corazón latiendo adecuadamente. Los latidos cardíacos irregulares también son causados por una afección llamada arritmia que ralentiza el ritmo normal del corazón. Para sustituir esta pérdida, un corazón tradicional marcapasos (un dispositivo electrónico que funciona con baterías) se puede implantar quirúrgicamente dentro de un paciente para regularizar los latidos del corazón y mantenerlo latiendo de manera constante.
Un marcapasos cardíaco tradicional
El dispositivo consta de un generador de impulsos a batería que se implanta debajo de la piel cerca de la clavícula. También tiene cables aislados que conectan el dispositivo al corazón. El circuito electrónico genera señales eléctricas que se envían al corazón a través de electrodos. El marcapasos es un dispositivo que salva vidas; sin embargo, una limitación importante del marcapasos actual es que deben reemplazarse en cualquier momento entre los 5 y 12 años desde el primer momento cuando se instalan debido a la vida limitada de la batería. La implantación solo se puede realizar mediante una cirugía invasiva con anestesia local, lo que en sí mismo es un desafío ya que es necesario abrir la cavidad torácica del paciente. La cirugía no solo es cara, sino que también aumenta el riesgo de que el paciente sufra complicaciones, infecciones o incluso sangrado. Se ha diseñado otro tipo de marcapasos diminuto que se puede implantar mediante un catéter evitando la cirugía, pero aún se está sometiendo a pruebas.
Los investigadores se han centrado en la construcción marcapasos cardíacos que alternativamente podría usar energía natural de los latidos del corazón de una persona en lugar de la batería. En teoría, dicho marcapasos no necesitaría ser reemplazado una vez que se implanta dentro de un paciente. Los marcapasos impulsados por plutonio se fabricaron muchas décadas antes. El diseño experimental de nuevos marcapasos se ha enfrentado a varias limitaciones hasta ahora, como una estructura de diseño rígido que limita su potencia y las complicaciones con la miniaturización.
Un innovador marcapasos sin batería con un diseño único
En un nuevo estudio publicado en ACS Nano Investigadores del Laboratorio Nacional Clave de Ciencia y Tecnología de Shanghai (China) se propusieron diseñar un pequeño y novedoso marcapasos dispositivo que puede funcionar con la energía de los propios latidos del corazón y lo probaron con éxito en cerdos. El nuevo dispositivo se puede colocar debajo del corazón en lugar de cerca de la clavícula como ocurre con los marcapasos convencionales. El marcapasos se basa en una relación simbiótica ideal entre el corazón y el dispositivo.
El diseño de este nuevo marcapasos se inició fabricando primero un pequeño marco de plástico flexible. Este marco estaba unido con capas piezoeléctricas que al doblarse generan energía. Esta pieza, llamada "recolectora de energía", se colocó en un chip. El dispositivo fue implantado en cerdos y se observó que los propios latidos del corazón de los animales podían alterar (doblar) la forma del marco generando así suficiente energía (potencia) equivalente a un aparato alimentado por batería. marcapasos. El marco de plástico flexible del dispositivo le permite capturar más energía del corazón en comparación con los marcapasos tradicionales que tienen carcasas duras.
Dado que los humanos tienen una fisiología muy similar a la de los cerdos, esto marcapasos También podría funcionar bien en humanos. Los investigadores señalan algunas cuestiones técnicas que deberán abordarse, por ejemplo, el dispositivo consta de tres tecnologías distintas: recolector de energía, marcapasos chip y cables, que deben integrarse en un solo dispositivo. Pruebas adicionales en animales y luego en humanos pueden confirmar la estabilidad a largo plazo del dispositivo. Si un dispositivo de este tipo tiene éxito, requerirá cirugía invasiva solo una vez, lo que reducirá el riesgo de complicaciones del paciente. Una limitación importante de este nuevo dispositivo podría ser que los médicos no puedan monitorear a los pacientes de forma remota como en el caso de los marcapasos que funcionan con baterías.
***
Fuentes)
Ning L y col. 2019. Alimentación directa de un marcapasos cardíaco real mediante la energía natural de un latido. ACS Nano. https://doi.org/10.1021/acsnano.8b08567
***
